day38 ● 509. 斐波那契数 ● 70. 爬楼梯 ● 746. 使用最小花费爬楼梯

动态规划是一种求解最优化问题的算法思想,它将原问题分解为若干个子问题进行求解,通过子问题的最优解来得到原问题的最优解。动态规划需要满足两个条件:最优子结构和无后效性。最优子结构是指一个问题的最优解可以由其子问题的最优解递推得到。无后效性是指一个状态的值只与之前的状态有关,与之后的状态无关。

斐波那契数列问题可以用递归的方法解决,但是递归的时间复杂度较高。使用动态规划可以将时间复杂度从指数级降到线性级别。具体做法是使用一个数组来保存中间状态,从而避免重复计算。

爬楼梯问题可以看作是一个斐波那契数列问题的变形,其状态转移方程为:f(n) = f(n-1) + f(n-2),其中f(n)表示爬n阶楼梯的方法数。同样地,可以使用动态规划来解决该问题。

使用最小花费爬楼梯问题是一个比较典型的动态规划问题。其状态转移方程为:dp[i] = cost[i] + min(dp[i-1], dp[i-2]),其中dp[i]表示爬到第i阶楼梯的最小花费,cost[i]表示第i阶楼梯的花费。该问题的解即为dp[n],其中n为楼梯的阶数。

以下是Java代码实现:

斐波那契数列问题:

```java

class Solution {

    public int fib(int n) {

        if (n == 0) {

            return 0;

        }

        if (n == 1) {

            return 1;

        }

        int[] dp = new int[n+1];

        dp[0] = 0;

        dp[1] = 1;

        for (int i = 2; i <= n; i++) {

            dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2];

        }

        return dp[n];

    }

}

```

爬楼梯问题:

```java

class Solution {

    public int climbStairs(int n) {

        if (n == 1) {

            return 1;

        }

        int[] dp = new int[n+1];

        dp[1] = 1;

        dp[2] = 2;

        for (int i = 3; i <= n; i++) {

            dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2];

        }

        return dp[n];

    }

}

```

使用最小花费爬楼梯问题:

```java

class Solution {

    public int minCostClimbingStairs(int[] cost) {

        int n = cost.length;

        int[] dp = new int[n+1];

        dp[0] = 0;

        dp[1] = 0;

        for (int i = 2; i <= n; i++) {

            dp[i] = Math.min(dp[i-1]+cost[i-1], dp[i-2]+cost[i-2]);

        }

        return dp[n];

    }

}

```

技术报告:

本文介绍了动态规划的理论基础,并使用Java语言实现了斐波那契数列问题、爬楼梯问题和使用最小花费爬楼梯问题的动态规划算法。

首先,我们介绍了动态规划的两个基本条件:最优子结构和无后效性。然后,我们使用斐波那契数列问题和爬楼梯问题来展示动态规划的应用。在这两个问题中,我们都使用了一个数组来保存中间状态,从而避免了重复计算,将时间复杂度从指数级降到了线性级别。

最后,我们介绍了使用最小花费爬楼梯问题,并使用动态规划算法解决了该问题。该问题是一个比较典型的动态规划问题,其状态转移方程为:dp[i] = cost[i] + min(dp[i-1], dp[i-2]),其中dp[i]表示爬到第i阶楼梯的最小花费,cost[i]表示第i阶楼梯的花费。该问题的解即为dp[n],其中n为楼梯的阶数。

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